We thank Eli Jensen, Stefano Padilla, and Kasey Yturralde for assistance, and Karen London and anonymous reviewers of the manuscript. We thank Jake Baker and Karla Torres for video footage. Funding was provided to R.W.H by the NAU School of Forestry and NAU Technology and Research Initiative Fund (TRIF).

1. اختيار وإزالة اللحاء من شجرة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد شجرة ذات خصائص معينة. جمع اللحاء من الصنوبر (أي الأشجار في جنس صنوبر) لما لها من طبقة مميزة اللحاء الذي هو عدة ملليمترات سميكة. 18،27 مرة واحدة تقع الشجرة التي لديها عدد قليل من الفروع السفلى، وتفتيشها عن أي عيوب أخرى مثل هجمات الحشرات و / أو مسببات الأمراض. بدلا من ذلك، استخدم اللحاء من الأشجار الصنوبرية الأخرى مثل أشجار التنوب في السندويشات اللحاء. قد تكون على 9 أنواع أشجار أخرى مناسبة لإزالة اللحاء مثل الأخشاب الصلبة. ملاحظة: الأشجار الصنوبرية مع التيجان الكبيرة وعادة ما يكون سمكا أنسجة اللحاء. لتحقيق أقصى قدر من اللحاء، فمن الأفضل أن قطع الأشجار التي لديها عدد قليل من العيوب والفروع على الجذع (بولي). أنواع الصنوبر التي هي عمل تشذيب الذات أفضل. اللحاء هو عادة سمكا خلال موسم النمو و هو أكثر سمكا على مستوى اعلى من الجذع بالقرب من سطح الأرض. اللحاء من الصعب أحيانا ازالتهاالبريد من الأشجار خلال الخريف أو الشتاء مواسم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع شجرة أسفل أو استخدام سجلات خفض في الآونة الأخيرة للحصول على أنسجة اللحاء. اختيار اتجاه السقوط من شأنها تقليل الضرر إلى شجرة، فضلا عن الأشجار القريبة. فروع قطع جذع للسماح سهولة الوصول إلى المواد النباح أثناء إزالة اللحاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد أن يتم قطع شجرة (قطعها، أسقطت على الأرض) تبدأ كشط النباح قبالة الجذع مع شفرة حادة التعادل (الشكل 1A). كشط مساحة لحاء قبالة حتى يتم الوصول إلى طبقة اللحاء. ملاحظة: طبقة اللحاء هو عادة أخف في اللون (على سبيل المثال، لون كريم) ورطبة، في حين أن اللحاء الخارجي هو أكثر جفافا وأكثر قتامة في اللون (الشكل 1B). رعاية خاصة لا لكشط اللحاء. منطقة اللحاء كشط يعتمد على حجم قطعة اللحاء (ق) المطلوبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد إزالة اللحاء، وقطع الخطوط العريضة للقطعة اللحاء بسكين حاد. تأكد يقطع السكين على طول الطريق إلى الخشب (الشكل 2A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإزالة اللحاء، تبدأ في زاوية من قطعة اللحاء باستخدام الأصابع لقشر بعناية إلى الخلف اللحاء. استخدام سكين للمساعدة في كشط قبالة اللحاء الخشب. مواصلة سحب قبالة اللحاء حتى تتم إزالة قطعة بأكمله. ملاحظة: اللحاء القشور عادة الخروج من شجرة أسهل في الصيف. لاللحاء التي من الصعب جدا لإزالة، يمكن للأداة على شكل ملعقة تساعد في هذا الجهد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع قطعة اللحاء على الفور في كيس معقم. للحصول على أفضل النتائج، فراغ ختم حقيبة (الشكل 2B) أو، إذا كان استخدام أكياس زيبلوك، وإزالة كل الهواء من الكيس. هذا يزيد من طول العمر من اللحاء. اختياريا، ضع أجزاء متعددة من اللحاء في كيس واحد. متجر اللحاء في أكياس محكمة الإغلاق أعلى قليلا من التجمد (بين 1 و 10C) للاحتفاظ نضارة. </li></ol> 2. إنشاء ساندويتش اللحاء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع قطعتين متساوية من الاكريليك واضحة، والبولي، أو الصلبة، المواد واضحة مماثلة (مثل الزجاج) كبيرة قليلاص من قطعة من اللحاء (الشكل 2C). جولة حواف الاكريليك لمنع تمزق من زوايا ختم بارافيلم. يستخدم هذا البروتوكول في 1/8. الاكريليك واضحة سميكة. ملاحظة: حجم القطع قطع تعتمد على احتياجات الكائن الموضوع وطول فترة الدراسة. على سبيل المثال، وزوج من الخنافس النباح يستخدم 4 دسم 2 من اللحاء خلال فترة الشهر، ولكن سوف تحتاج فقط 1 DM 2 إذا تأخذ الدراسة في غضون عدة أيام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفر حفرة في واحدة من القطع الاكريليك للسماح بدخول الحي الدراسة (ق). حجم وعدد من الثقوب يعتمد على الأهداف (الشكل 2D). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل وضع اللحاء بين قطع الاكريليك، وتعقيم سطح الاكريليك (مع&gt; 70٪ من الإيثانول)، أو إذا باستخدام الاكريليك الجديد، وإزالة فيلم واقية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قطعة جديدة من اللحاء بين القطع الاكريليك معقمة. توجيه قطعة الاكريليك مع فتحة (ق) على الجانب الداخلي أو الخارجي من اللحاء، whicheveوهناك حاجة ص. عادة، تواجه الجانب الخارجي من اللحاء (الجانب الذي كان النباح على ذلك) نحو ثقوب الدخول. </li></ol> 3. ختم ساندويتش اللحاء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإنشاء ختم مؤقت حول شطيرة اللحاء، استخدام 2 في. بارافيلم شرائح واسعة سحبت حول حواف شطيرة اللحاء (الشكل 2C). بالتناوب، واستخدام كلوريد البولي فينيل التفاف لختم الحواف. 6 وبعد ذلك، وضع المشبك على كل جانب من الساندويتش للضغط على الاكريليك إلى اللحاء. تأكد يشد كامل السطح الأسفل لمنع الفضاء الجوي بين الاكريليك واللحاء (الشكل 2C). إذا لم فرضت بشكل صحيح، قد تتحرك في العينات بين الاكريليك واللحاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإنشاء ختم شبه دائم إضافة غير الإلتصاق، الايبوكسي أو الفازلين حول اللحاء. تأكد من أن المواد يحيط تماما اللحاء. المقبل، واستخدام المشابك أو مسامير مع براغي (قد تحتاج لحفر ثقوب في وقت سابق) لعقد الاكريليك ضيق إلى اللحاء.تبقى السندويشات فقط قابلة للحياة لمدة تصل إلى شهر أو شهرين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تبعا لاحتياجات الأكسجين للكائنات الحية الدراسة، إضافة فلتر الهواء على الجانبين واحدة أو أكثر من الساندويتش. وهذا يسمح للهواء للدخول في شطيرة اللحاء ولكن الحد من فقدان المياه من اللحاء. نستخدم مرشحات الفحم البسيطة التي تقلل أيضا من خطر الإصابة الفطرية والتلوث البكتيري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لعينات الدراسة التي تتطلب الدخول والخروج متى شاءت، تحل محل واحدة من القطع الاكريليك مع الخشب أو المواد المماثلة التي حشرة يمكن أن تحمل في. هذا مهم بشكل خاص لمراقبة الحفارون الخشب، لأنه بعد اكتمال دولتهم اليرقات في طبقة اللحاء، ثم أنها تحمل في الخشب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لمنع اختبار المواضيع من الخروج من ثقوب الدخول ووضع أطباق بتري صغيرة (أو غيرها من الأشياء، والشريط) خلال الثقوب، ومنع هروب. منذ الكائنات الحية الموجودة في هذه المساحات هي تعويد على ضوء المستويات المنخفضة، قد يكون من الضروري وضع الشطائر في غرفة مظلمة أو مربع، أو مكان سالمواد paque على رأس لحجب ضوء. </li></ol> 4. مراقبة الكائنات في ساندويتش اللحاء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقديم عينات الدراسة في حفرة دخول شطيرة اللحاء (الشكل 2D). مراقبة العينات باستخدام مجهر تشريح تحت الضوء الأحمر أو الضوء الأبيض وضعت في إعداد منخفض (الشكل 2E). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتسجيل أنشطة أو نمو العينات داخل شطيرة اللحاء إرفاق كاميرا أو كاميرا الفيديو إلى المجهر. نعلق كاميرات فيديو خاصة لالعدسة المجهر (الشكل 2E &amp; F). للكائنات صغيرة جدا مثل العث، الديدان الخيطية، وpseudoscorpions، استخدم كاميرا فيديو عالية الوضوح تعلق على المجهر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتسجيل الأصوات، وإدراج الميكروفونات في حفرة دخول شطيرة اللحاء أو من خلال الجانب من الساندويتش اللحاء. لأن حفرة دخول صغير، واستخدام ميكروفون صغير مثل مكثف ميكروفون الإلكتريت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتسجيل من الجانب أو من السطحشطيرة اللحاء استخدام عنصر بيزو (الشكل 3B). لتشغيل الصوت، استخدم العنصر بيزو نفسه أو إرفاق محول اللمس (excitor) على سطح العلوي أو السفلي من الاكريليك. </li></ol>

<ol>
	<li>Aukema, B. H., Raffa, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavior+of+adult+and+larval+Platysoma+cylindrical.+(Coleoptera:+Histeridae)+and+larval+Medetera+bistriata.+(Diptera:+Dolichopodidae)+during+subcortical+predation+of+Ips+pini+(Coleoptera:+Scolytidae).">Behavior of adult and larval Platysoma cylindrical. (Coleoptera: Histeridae) and larval Medetera bistriata. (Diptera: Dolichopodidae) during subcortical predation of Ips pini (Coleoptera: Scolytidae).</a> J Insect Behav. 17, 115-128 (2004).</li><li>Bedard, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+number+of+larval+instars+and+the+appropriate+length+of+the+larval+stadia+of+Dendroctonus+pseudotsugae.+Hopk.,+with+a+method+for+their+determination+in+relation+to+other+bark+beetle.">The number of larval instars and the appropriate length of the larval stadia of Dendroctonus pseudotsugae. Hopk., with a method for their determination in relation to other bark beetle.</a> J Econ Entomol. 26, 128-134 (1933).</li><li>Bridges, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen-fixing+bacteria+associated+with+bark+beetles.">Nitrogen-fixing bacteria associated with bark beetles.</a> Microb Ecol. 7, 131-137 (1981).</li><li>Cardoza, Y. J., Klepzig, K. D., Raffa, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacteria+in+oral+secretions+of+an+endophytic+insect+inhibit+antagonistic+fungi.">Bacteria in oral secretions of an endophytic insect inhibit antagonistic fungi.</a> Ecol Entomol. 31, 636-635 (2006).</li><li>Cardoza, Y. J., Moser, J. C., Klepzig, K. D., Raffa, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multipartite+symbioses+among+fungi,+mites,+nematodes,+and+the+spruce+beetle,+Dendroctonus+rufipennis.">Multipartite symbioses among fungi, mites, nematodes, and the spruce beetle, Dendroctonus rufipennis.</a> Environ Entomol. 37, 956-963 (2008).</li><li>Chen, H. -. F., Salcedo, C., Sun, J. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Male+mate+choice+by+chemical+cues+leads+to+higher+reproductive+success+in+a+bark+beetle.">Male mate choice by chemical cues leads to higher reproductive success in a bark beetle.</a> Animal Behavior. 83, 421-427 (2012).</li><li>Dodds, K. J., Graber, C., Stephen, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facultative+intra+guild+predation+by+larval+Cerambycidae+(Coleoptera)+on+bark+beetle+larvae+(Coleoptera:+Scolytidae).">Facultative intra guild predation by larval Cerambycidae (Coleoptera) on bark beetle larvae (Coleoptera: Scolytidae).</a> Environmental Entomology. 30, 17-22 (2001).</li><li>Franklin, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+technique+for+studying+the+insect+parasites+of+Dendroctonus+frontalis.+and+other+bark+beetles+(Coleoptera:+Scolytidae).">A technique for studying the insect parasites of Dendroctonus frontalis. and other bark beetles (Coleoptera: Scolytidae).</a> Journal of Georgia Entomology Society. 2, 43-44 (1967).</li><li>Gries, G., Pierce, H. D., Lindgren, B. S., Borden, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+techniques+for+capturing+and+analyzing+semiochemicals+for+Scolytid+beetles+(Coleoptera:+Scolytidae).">New techniques for capturing and analyzing semiochemicals for Scolytid beetles (Coleoptera: Scolytidae).</a> J Econ Entomol. 81, 1715-1720 (1988).</li><li>Hofstetter, R. W., Moser, J. C., McGuire, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observations+of+the+mite+Schizosthetus+lyriformis.+(Acari:+Parasitidae)+preying+on+bark+beetle+eggs+and+larvae.">Observations of the mite Schizosthetus lyriformis. (Acari: Parasitidae) preying on bark beetle eggs and larvae.</a> Entomology. News. 120, 397-400 (2009).</li><li>Hofstetter, R. W., Klepzig, K. D., Coulson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+11:+Mutualists+and+Phoronts+of+the+Southern+Pine+Beetle.">Chapter 11: Mutualists and Phoronts of the Southern Pine Beetle.</a> United States Dept. of Agriculture Forest Service, Southern Research Station General Technical Report SRS-140. , 161-181 (2011).</li><li>Hofstetter, R. W., Dunn, D. D., McGuire, R., Potter, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+acoustic+technology+to+reduce+bark+beetle+reproduction).">Using acoustic technology to reduce bark beetle reproduction).</a> Pest Manag Sci. 70, 24-27 (2014).</li><li>Hopping, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+rearing+Ips.">Techniques for rearing Ips.</a> De Geer (Coleoptera: Scolytidae). Can Entomol. 93, 1050-1063 (1961).</li><li>Hougardy, E., Gregoire, J. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cleptoparasitism+increases+the+host+finding+ability+of+a+polyphagous+parasitoid+species,+Rhopalicus+tutela+(Hymenoptera:+Pteromalidae).">Cleptoparasitism increases the host finding ability of a polyphagous parasitoid species, Rhopalicus tutela (Hymenoptera: Pteromalidae).</a> Behav Ecol Sociobiol. 55, 184-189 (2003).</li><li>Kaston, B. J., Riggs, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+larvae+of+the+native+elm+bark+beetle.">Studies on the larvae of the native elm bark beetle.</a> J Econ Entomol. 30, 98-108 (1937).</li><li>Kinn, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+cycle+of+Dendrolaelaps+neodisetus.+(Mesostigmata:+Digamasellidae),+a+nematophagous+mite+associated+with+pine+bark+beetles+(Coleoptera:+Scolytidae).">Life cycle of Dendrolaelaps neodisetus. (Mesostigmata: Digamasellidae), a nematophagous mite associated with pine bark beetles (Coleoptera: Scolytidae).</a> Environ Entomol. 13, 1141-1144 (1984).</li><li>Kinn, D. N., Miller, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phloem+sandwich+unit+for+observing+bark+beetles,+associated+predators,+and+parasites.">A phloem sandwich unit for observing bark beetles, associated predators, and parasites.</a> USDA FS Res. Notes SO-269. , 3 (1981).</li><li>Lieutier, F., Day, K. R., Battisti, A., Gregoire, J. -. C., Evans, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bark and wood boring insects in living trees in Europe, a synthesis. , 569 (2004).</li><li>Massey, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+nematode+parasites+and+associates+on+bark+beetles+in+the+United+States.">The influence of nematode parasites and associates on bark beetles in the United States.</a> Bulletin of the Entomology Society of America. 12, 384-386 (1966).</li><li>Moser, J. C., Roton, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mites+associated+with+southern+pine+bark+beetles+in.">Mites associated with southern pine bark beetles in.</a> Allen Parish, Louisiana. Can Entomol. 103, 1775-1798 (1971).</li><li>Mills, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+natural+enemies+of+scolytids+infesting+conifer+bark+in+Europe+in+relation+to+the+biological+control+of+Dendroctonus.+spp+in+Canada.">The natural enemies of scolytids infesting conifer bark in Europe in relation to the biological control of Dendroctonus. spp in Canada.</a> Biocontrol News Information. 4, 305-328 (1983).</li><li>Nagel, W. P., Fitzgerald, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medetera+aldrichii.+larval+feeding+behavior+and+prey+consumption+[Dipt.:+Dolichopodidae].">Medetera aldrichii. larval feeding behavior and prey consumption [Dipt.: Dolichopodidae].</a> Entomophaga. 20, 121-127 (1975).</li><li>Paine, T., Raffa, K., Harrington, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+among+scolytid+bark+beetles,+their+associated+fungi,+and+live+host+conifers.">Interactions among scolytid bark beetles, their associated fungi, and live host conifers.</a> Annu Rev Entomol. 42, 179-206 (1997).</li><li>Reeve, J. D., Coulson, R. N., Klepzig, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predators+of+the+southern+pine+beetle.">Predators of the southern pine beetle.</a> Southern Pine Beetle II. , 153-160 .</li><li>Reid, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behavior+of+the+mountain+pine+beetle,+Dendroctonus+monticolae.+Hopkins,+during+mating,+egg+laying+and+gallery+construction.">The behavior of the mountain pine beetle, Dendroctonus monticolae. Hopkins, during mating, egg laying and gallery construction.</a> Can Entomol. 90, 505-509 (1958).</li><li>Taylor, A. D., Hayes, J. L., Roton, L., Moser, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+phloem+sandwich+allowing+attack+and+colonization+by+bark+beetles+(Coleoptera:+Scolytidae)+and+associates.">A phloem sandwich allowing attack and colonization by bark beetles (Coleoptera: Scolytidae) and associates.</a> J. Entomol. Soc. Amer. 27, 101-116 (1992).</li><li>Yu, C. C., Tsao, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gallery+construction+and+sexual+behavior+in+the+southern+pine+beetle,+Dendroctonus+frontalis.+Zimm.+(Coleoptera:+Scolytidae).">Gallery construction and sexual behavior in the southern pine beetle, Dendroctonus frontalis. Zimm. (Coleoptera: Scolytidae).</a> Georgia Entomology Society. 2, 95-98 (1967).</li><li>Yturralde, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Acoustic+Ecology+of+Bark+Beetles+and+Bed+Bugs.">The Acoustic Ecology of Bark Beetles and Bed Bugs.</a> PhD. Dissertation. , 323 (2013).</li><li>Wermelinger, B., Seifert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+temperature+dependent+development+of+the+spruce+bark+beetle+Ips+typographus+(L.)+(Col.,+Scolytidae).">Analysis of the temperature dependent development of the spruce bark beetle Ips typographus (L.) (Col., Scolytidae).</a> Journal of Applied Entomology. 122, 185-191 (1998).</li><li>Whitney, H. S., Mitton, J. B., Sturgeon, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+between+bark+beetles+and+symbiotic+organisms.">Relationships between bark beetles and symbiotic organisms.</a> Bark Beetles in North American Conifers. , 183-211 (1982).</li><li>Wood, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bark+and+ambrosia+beetles+of+North+and+Central+America+(Coleoptera:+Scolytidae),+a+taxonomic+monograph.">The bark and ambrosia beetles of North and Central America (Coleoptera: Scolytidae), a taxonomic monograph.</a> , 1359 (1982).</li></ol>

No conflicts of interest declared

شطيرة اللحاء يسمح لإدخال والمراقبة من المفصليات، الميكروبات، والكائنات الحية الصغيرة الأخرى التي تعيش في أنسجة اللحاء. 1،7،8،9،17،18 وقد أدى هذا الأسلوب في الاكتشافات الجديدة وفهم أفضل للسلوك، احلياة الصفات التاريخ، والتنمية، والتفاعلات بين الكائنات الحية داخل اللحاء الشجرة. 1،5،10 وصف بروتوكول شطيرة هنا هو مزيج من التصاميم السابقة، وسيوفر شطيرة الاقتصادية التي يتم بناؤها بسهولة مع الحد الأدنى من المعدات والمواد. يمكن إعادة استخدام قطع الزجاج، والاكريليك أو البولي، والمواد الاستهلاكية الوحيدة هي بارافيلم واللحاء. على الرغم من كل الخطوات في بروتوكول مهمة، ينبغي اتباع خطوات معينة بدقة لضمان أعلى درجة من النجاح. أولا، شجرة يجب أن يكون موجودا لديه جزء من بولي حرة أو حرة نسبيا، والفروع. أشجار التي لها فروع كثيرة يصعب حلاقة وسوف ذبضع قطع اللحاء قابلة للحياة درع، كما يجب أن تقطع كل فرع في جميع أنحاء عند إزالة اللحاء. بعد ذلك، فمن المهم لتقليل التعرض الهواء من اللحاء. نضع كل قطعة بسرعة اللحاء في كيس على إزالة. مرة واحدة تتم إزالة 3-6 قطعة، ويتم نقلها في حقيبة مختومة فراغ. نستخدم السلطة العاكس لتشغيل سداده قبالة بطارية السيارة في هذا المجال. أخيرا، التعقيم وقطع الاكريليك والنظافة العامة عند تنفيذ هذا البروتوكول سوف يقلل نمو الفطريات في شطيرة. هذا مهم بشكل خاص للملاحظات الموسعة. كما ذكر أعلاه، هناك قيود من الجهاز شطيرة اللحاء. منذ طبقة اللحاء رقيقة، ويمكن إدخال الكائنات الصغيرة فقط التي تبقى عادة في اللحاء في شطيرة. الحشرات الكبيرة مثل الحفارون الخشب (أي Buprestid والأنواع Cerambycid) يمكن إدخال ويلاحظ في المراحل المبكرة من دورة حياتها. هذا الإطار الزمني عادة ما يقتصر على اثنين لثلاثة أسابيع. بعد هذه النقطة اليرقات تتطلب الخشب الخشب إلى تجويف في لالتشرنق. في المقابل، لخنافس اللحاء، وخاصة تلك الموجودة في جنس IPS، دورة حياة كاملة يمكن ملاحظتها، بما في ذلك التزاوج والبيض فقس، والتغذية، pupating، وeclosion إلى خنفساء الكبار. في هذه المرحلة، وعادة ما استنفدت جدوى من الساندويتش بسبب جفاف ونمو الفطريات. 28 وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذا الجهاز لا يسمح للحشرات بحرية وبشكل طبيعي استعمار أو الخروج من شطيرة اللحاء. 27 بروتوكول لدينا هو المرونة من حيث الحجم والشكل ونوع من اللحاء المستخدمة. دراسات قصيرة وتتطلب كمية أقل من مادة اللحاء وحجم شطيرة يمكن تحجيمها وفقا لذلك. وقد استخدمت العديد من الأنواع الصنوبرية الجهات المانحة اللحاء في شطيرة اللحاء (مثل الصنوبر الثقيل 12، دوغلاس التنوب 2، 29 شجرة التنوب، والصنوبر الأرض الطينية 27، longleaf الصنوبر 27). كما يمكن تغيير المواد في شطيرة. لالسابقينوافرة، لوحات زجاجية يمكن استخدامها بدلا من الاكريليك والايبوكسي أو الشريط بدلا من بارافيلم. أصعب جزء من هذا البروتوكول هو عملية إزالة اللحاء. الأشجار بجانب بعضها البعض قد تختلف في مدى صعوبة اللحاء منها هو إزالة. عند شجرة لها اللحاء صعبا، والصبر أمر بالغ الأهمية. في هذه الحالات، تشغيل بعناية سكينا بين الخشب الصلب واللحاء الاسفنجية. هذه العملية يشعر حرفيا مثل السلخ الشجرة. بعد اتقان هذه التقنية شطيرة الأساسية، ويمكن تعديلات على بروتوكول تساعد تناسب الاحتياجات المحددة. على سبيل المثال، من خلال شحذ التقنيات اللازمة لإزالة اللحاء، أكبر قطعة يمكن إزالتها واستخدامه لإنشاء السندويشات أكبر. أيضا، يمكن إجراء تعديلات على استيعاب صكوك محددة، على سبيل المثال، ثقوب إضافية لرصد الانبعاثات الكيميائية (الشكل 3A)، أو سجل أو تشغيل الأصوات (الشكل 3B). ويمكن إجراء تعديلات للسماح للحفاظ شبه دائم من اللحاء وجهازهاالمذهبين، أو الملاحظات مؤقتة من الكائنات الحية التي يمكن أن تسمح لاحقا مجانا.

اللحاء واللحاء الأنسجة من الصنوبريات هي المضيفة لآلاف الكائنات الحية. Phloeophagy والتغذية على أنسجة اللحاء من اللحاء الداخلي، هو عادة ترتبط عادة مع خنافس اللحاء، woodborers، وعدد آخر من الأصناف اللافقاريات والميكروبات التي تعيش داخل الأشجار 23 خنافس اللحاء. (غمدية الأجنحة: السدر) تطوير والعيش داخل اللحاء إلا ل فترات قصيرة عندما تسعى البالغين الأشجار المضيفة الجديدة. وقد تم دراسة 31 خنافس اللحاء على نطاق واسع بسبب الآثار الاقتصادية على الأشجار 18،19، ولكن كانت الملاحظات السلوكية المباشرة للحشرات داخل مواد شجرة محدود 4. وعلاوة على ذلك، فإن المعارض التي شيدت من قبل خنافس اللحاء أصبحت موئلا لعدد لا يحصى من الأنواع. 11 أعداد هائلة من الفطريات 30، 3 البكتيريا، عث 10،21، 16،19 والديدان الخيطية جنبا إلى جنب مع غيرها من مفصليات الأرجل المفترسة والطفيلية 22،24 تسكن مادة اللحاء. التقنيات المقدمة هناالسماح للمراقبة المباشرة من الخنافس اللحاء، العث، والحفارون الخشب التي تعيش عادة في بيئات تحت القشرية. ويمكن إجراء تغييرات طفيفة على بروتوكول لدراسة الفطريات والبكتيريا. وقد تم دراسة الخنافس النباح والكائنات الحية المرتبطة بها داخل الأنسجة شجرة باستخدام &quot;شطيرة اللحاء.&quot; استخدام المبكر لهذه التقنية يمكن العثور عليها في الأدبيات التي يعود تاريخها إلى عام 1933، عندما كانت تستخدم لمراقبة الأعمار اليرقية للخنفساء دوغلاس التنوب (Dendroctonus pseudotsugae). 2 وقد ذهبت شطيرة اللحاء من خلال العديد من الاشتقاقات كما أصبحت المواد المختلفة المتاحة. في الأصل، يتألف هذا الجهاز من قطعة من اللحاء وضعها بين لوحين من الزجاج، والضغط معا عن طريق أربطة مرنة. 2 وفي وقت لاحق، وقد تم استخدام المشابك، والشريط، الغراء، والبلاستيك، وغيرها من المواد في بناء شطيرة 13،14. ، 15،17،26،28 بروتوكول الموصوفة هنا يوفر تحسينات على بعض التصاميم السابقة. على سبيل المثال، فيفي الماضي، تم إدخال أنواع الاختبار إلى جانب شطيرة، بين لوحات من الزجاج أو البلاستيك. يقتصر هذا على بناء صالات عرض لاتجاه واحد. استخدام فتحات دخول في الصفيحة العلوية يتيح حرية أكبر للأنواع الاختبار لبدء البناء معرض الطبيعي. ميزة أخرى لبروتوكول المعروضة هي تصميمها المبسط، والتي يمكن بناؤها بسهولة مع قليل من الأدوات. وقد سمح استخدام شطيرة اللحاء لالملاحظات المباشرة لسلوك التغذية والتكاثر والتطور، والتفاعل بين الكائنات الحية التي لولاها لم يكن ممكنا. 1،5، 22 وهذا الأسلوب هو أيضا أداة ممتازة لK-12 التعليم والعلوم البرامج والعروض. هناك العديد من الخفايا في خلق شطيرة اللحاء التي يصعب تفسيرها أو من لم يبلغ عنها في المخطوطات. نحن نعتقد أن هناك حاجة ل(أي الفيديو) وصف المرئي للإنتاج شطيرة اللحاء وسيكونمن قيمة العلماء والمربين المهتمين بدراسة الكائنات الحية phloeophagous. وينص بروتوكول لدينا طريقة بسيطة وغير مكلفة لمراقبة المفصليات، الميكروبات، والكائنات الحية الأخرى التي تعيش أنسجة اللحاء.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Draw blade</td>
			<td>Big Horn Brand&#160;</td>
			<td>20265</td>
			<td>11&#8221; blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fillet Knife</td>
			<td>American Angler</td>
			<td>30530</td>
			<td>9&#8221; blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate</td>
			<td>Nexan</td>
			<td>GE-33</td>
			<td>0.093 in. thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm M</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S37441</td>
			<td>2&#8221; wide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamps</td>
			<td>Pony Jaw Opening</td>
			<td>3201-HT-K</td>
			<td>4&#8221; x 1&#8221;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Sealer&#160;</td>
			<td>FoodSaver</td>
			<td>V2840,&#160;</td>
			<td>VacLoc vacuum&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>and bags</td>
			<td></td>
			<td>FSFSBF0742-015</td>
			<td>bags in rolls</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

technique for studying arthropod and microbial communities within tree tissues

Phloem tissues of pine are habitats for many thousands of organisms. Arthropods and microbes use phloem and cambium tissues to seek mates, lay eggs, rear young, feed, or hide from natural enemies or harsh environmental conditions outside of the tree. Organisms that persist within the phloem habitat are difficult to observe given their location under bark. We provide a technique to preserve intact phloem and prepare it for experimentation with invertebrates and microorganisms. The apparatus is called a &#8216;phloem sandwich&#8217; and allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms. This technique has resulted in a better understanding of the feeding behaviors, life-history traits, reproduction, development, and interactions of organisms within tree phloem. The strengths of this technique include the use of inexpensive materials, variability in sandwich size, flexibility to re-open the sandwich or introduce multiple organisms through drilled holes, and the preservation and maintenance of phloem integrity. The phloem sandwich is an excellent educational tool for scientific discovery in both K-12 science courses and university research laboratories.

فإن بروتوكول المذكورة أعلاه تمكن الباحث لمراقبة الكائنات الحية التي تعيش في البيئة خفي تحت لحاء شجرة. لتوضيح استخدام هذه التقنية وصفنا دراسة تمثيلية من مختبرنا يستخدم هذه التقنية. 12 في هذه التجربة، واستخدمت السندويشات اللحاء لمراقبة تأثيرات المعالجات الصوتية ناتج التكاثر، وبعد المسافة نفق، وبقاء خنافس اللحاء (الشكل . 2E و 2F). الملاحظة المباشرة من الخنافس، الذي أصبح ممكنا بفضل استخدام شطيرة اللحاء، وكشف العديد من النتائج المثيرة للاهتمام. أولا، سجلنا مسافات نفق اليومية عن طريق وضع علامة موقع الخنافس &quot;على الاكريليك مع علامة كل 24H. وكشفت هذه العملية اختلافات كبيرة بين المعالجات السليمة التي كانت مخبأة دون شطيرة اللحاء. بعد ذلك، لاحظنا انخفاض في إنتاج البيض مع علاجات معينة الصوت. الطبيعة المتنقلة للشطيرة اللحاء يسمح للبريدالملاحظات زز إلى أن تكتمل تحت مجهر تشريح دون إزعاج الخنافس. خلال هذه الملاحظات، ونحن القبض البيض خنفساء زرع السلوك مع كاميرا عالية الوضوح التي تعلق على المجهر. وتضمنت الملاحظات البارزة الأخرى قتل زملائه والشروع في رحلة خاصة المرتبطة مع العلاجات الصوتية. كان الفحص شطيرة اللحاء حاسم لدراستنا لاستجابات خنفساء اللحاء لعلاج الصوتية. هذه الاكتشافات، والتي سيكون من المستحيل مراقبة تحت لحاء شجرة، هي مساهمات قيمة لتطوير خيارات إدارة لمكافحة انتشار خنفساء اللحاء. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/50793/50793fig1highres.jpg" /> الشكل 1. أ) الأدوات اللازمة لإزالة اللحاء من شجرة. البنود 1 و 2 شفرات التعادل تستخدم لكشط قبالة اللحاء من شجرة. البنود 3 (بلطة) و 4 (سحب ص) هي مفيدة لإزالة الفروعمنطقة الحلاقة القريب. ب) استخدام شفرة التعادل لإزالة اللحاء من شجرة. لاحظ لون فاتح من اللحاء تحت لحاء المحمر. <img alt="الرقم 2" src="/files/ftp_upload/50793/50793fig2highres.jpg" /> الشكل 2. أ) إزالة اللحاء بعد النباح تم كشط قبالة الشجرة. ب) اللحاء الطازجة المخزنة في فراغ كيس مختوم. C) اللحاء شطيرة مع المشابك يمسك القطع معا الاكريليك وبارافيلم حول حواف لمنع التلوث وجفاف اللحاء. D ) خنفساء اللحاء ثقب حفر في القريب الاكريليك. E) باستخدام المجهر لمراقبة شطيرة اللحاء. عرض F) فيديو من خنافس اللحاء داخل شطيرة اللحاء. <img alt="الرقم 3" src="/files/ftp_upload/50793/50793fig3highres.jpg" /> الرقم 3. <stرونغ&gt; أ) اكتساب فرمون من خنافس اللحاء في شطيرة. يتم سحب الهواء من خلال أنابيب تحتوي على سوبر ماص س. ب) تسجيل وتشغيل الصوت عبر محول بيزو الكهربائية (وسط الصورة) لخنافس الصنوبر الجبلية داخل شطيرة اللحاء.

Watch this Scientific Journal Video about Technique for Studying Arthropod and Microbial Communities within Tree Tissues at JoVE.com

Technique for Studying Arthropod and Microbial Communities within Tree Tissues

We provide a technique to preserve intact tree phloem and prepare it for observation. We create an apparatus called a phloem sandwich that allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms that inhabit phloem tissues.

تقنية لدراسة المفصلية والمجتمعات الميكروبية داخل شجرة الأنسجة

Phloem tissues of pine are habitats for many thousands of organisms.  Arthropods and microbes use phloem and cambium tissues to seek mates, lay eggs, rear ...

technique-for-studying-arthropod-microbial-communities-within-tree

Research

JoVE Journal

Environment

10.3K Views.  Northern Arizona University. We provide a technique to preserve intact tree phloem and prepare it for observation. We create an apparatus called a phloem sandwich that allows for the introduction and observation of arthropods, microbes, and other organisms that inhabit phloem tissues. 

Video: Technique for Studying Arthropod and Microbial Communities within Tree Tissues

Waste Water Derived Electroactive Microbial Biofilms: Growth, Maintenance, and Basic Characterization

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup controlled by a potentiostat. Thereby the use of potentiostats allows an exact adjustment of the electrode potential and ensures reproducible microbial culturing conditions. During growth the current production is monitored using chronoamperometry (CA). Based on these data the maximum current density (jmax) and the coulombic efficiency (CE) are discussed as measures for characterization of the bioelectrocatalytic performance. Cyclic voltammetry (CV), a nondestructive, i.e. noninvasive, method, is used to study the extracellular electron transfer (EET) of electroactive bacteria. CV measurements are performed on anodic biofilm electrodes in the presence of the microbial substrate, i.e. turnover conditions, and in the absence of the substrate, i.e. nonturnover conditions, using different scan rates. Subsequently, data analysis is exemplified and fundamental thermodynamic parameters of the microbial EET are derived and explained: peak potential (Ep), peak current density (jp), formal potential (Ef) and peak separation (&#916;Ep). Additionally the limits of the method and the state-of the art data analysis are addressed. Thereby this video-article shall provide a guide for the basic experimental steps and the fundamental data analysis.

Chronoamperometric growth of anodic electroactive microbial biofilms in a fed-batch reactor using a three-electrode setup, controlled by a potentiostat, is demonstrated. The extracellular electron transfer is characterized using cyclic voltammetry in the presence of the electron donor and in the absence of the electron donor. Fundamental data analysis is demonstrated.

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup ...

Methods for Facilitating Microbial Growth on Pulp Mill Waste Streams and Characterization of the Biodegradation Potential of Cultured Microbes

The kraft process is applied to wood chips for separation of lignin from the polysaccharides within lignocellulose for pulp that will produce a high quality paper. Black liquor is a pulping waste generated by the kraft process that has potential for downstream bioconversion. However, the recalcitrant nature of the lignocellulose resources, its chemical derivatives that constitute the majority of available organic carbon within black liquor, and its basic pH present challenges to microbial biodegradation of this waste material. Methods for the collection and modification of black liquor for microbial growth are aimed at utilization of this pulp waste to convert the lignin, organic acids, and polysaccharide degradation byproducts into valuable chemicals. The lignocellulose extraction techniques presented provide a reproducible method for preparation of lignocellulose growth substrates for understanding metabolic capacities of cultured microorganisms. Use of gas chromatography-mass spectrometry enables the identification and quantification of the fermentation products resulting from the growth of microorganisms on pulping waste. These methods when used together can facilitate the determination of the metabolic activity of microorganisms with potential to produce fermentation products that would provide greater value to the pulping system and reduce effluent waste, thereby increasing potential paper milling profits and offering additional uses for black liquor.

Industrial wastes can be collected and modified to analyze microbial growth. Lignocellulose extraction techniques provide components to analyze specific biodegradation ability. Gas chromatography-mass spectrometry identifies fermentation products of microorganisms grown on pulping waste. These methods determine the metabolic capacity of microorganisms to degrade pulping waste.

طرق لتسهيل النمو الميكروبي على اللب مطحنة النفايات تيارات وتوصيف إمكانات التحلل الحيوي من الميكروبات مثقف

The kraft process is applied to wood chips for separation of lignin from the polysaccharides within lignocellulose for pulp that will produce a high ...

Transcript and Metabolite Profiling for the Evaluation of Tobacco Tree and Poplar as Feedstock for the Bio-based Industry

The global demand for food, feed, energy, and water poses extraordinary challenges for future generations. It is evident that robust platforms for the exploration of renewable resources are necessary to overcome these challenges. Within the multinational framework MultiBioPro we are developing biorefinery pipelines to maximize the use of plant biomass. More specifically, we use poplar and tobacco tree (Nicotiana glauca) as target crop species for improving saccharification, isoprenoid, long chain hydrocarbon contents, fiber quality, and suberin and lignin contents. The methods used to obtain these outputs include GC-MS, LC-MS and RNA sequencing platforms. The metabolite pipelines are well established tools to generate these types of data, but also have the limitations in that only well characterized metabolites can be used. The deep sequencing will allow us to include all transcripts present during the developmental stages of the tobacco tree leaf, but has to be mapped back to the sequence of Nicotiana tabacum. With these set-ups, we aim at a basic understanding for underlying processes and at establishing an industrial framework to exploit the outcomes. In a more long term perspective, we believe that data generated here will provide means for a sustainable biorefinery process using poplar and tobacco tree as raw material. To date the basal level of metabolites in the samples have been analyzed and the protocols utilized are provided in this article.

Plant biomass offers a renewable resource for multiple products, including fuel, feed, food, and a variety of materials. In this paper we investigate the properties of tobacco tree (Nicotiana glauca) and poplar as suitable sources for a biorefinery pipeline.

نص والمستقلب التنميط لتقييم شجرة التبغ والحور كمادة وسيطة لصناعة القائمة على الحيوية

The global demand for food, feed, energy, and water poses extraordinary challenges for future generations. It is evident that robust platforms for the ...

A Technical Perspective in Modern Tree-ring Research - How to Overcome Dendroecological and Wood Anatomical Challenges

Dendroecological research uses information stored in tree rings to understand how single trees and even entire forest ecosystems responded to environmental changes and to finally reconstruct such changes. This is done by analyzing growth variations back in time and correlating various plant-specific parameters to (for example) temperature records. Integrating wood anatomical parameters in these analyses would strengthen reconstructions, even down to intra-annual resolution. We therefore present a protocol on how to sample, prepare, and analyze wooden specimen for common macroscopic analyses, but also for subsequent microscopic analyses. Furthermore we introduce a potential solution for analyzing digital images generated from common small and large specimens to support time-series analyses. The protocol presents the basic steps as they currently can be used. Beyond this, there is an ongoing need for the improvement of existing techniques, and development of new techniques, to record and quantify past and ongoing environmental processes. Traditional wood anatomical research needs to be expanded to include ecological information to this field of research. This would support dendro-scientists who intend to analyze new parameters and develop new methodologies to understand the short and long term effects of specific environmental factors on the anatomy of woody plants.

Here we present a protocol outlining how to sample wooden specimens for the overall assessment of their growth structures. Macro- and microscopic preparation and visualization techniques necessary to generate well-replicated and highly resolved wood anatomical and dendroecological dataset, are described are described.

منظور تقني في الحديث شجرة الدائري البحث - كيفية التغلب على Dendroecological والخشب تشريحية التحديات

Dendroecological research uses information stored in tree rings to understand how single trees and even entire forest ecosystems responded to ...

Watershed Planning within a Quantitative Scenario Analysis Framework

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall short as a result of an inability to quantify and predict complex cumulative effects of current and future land use scenarios at relevant spatial scales. The goal of this manuscript is to provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework. Sites are first selected for inclusion within the watershed assessment by identifying sites that fall along independent gradients and combinations of known stressors. Field and laboratory techniques are then used to obtain data on the physical, chemical, and biological effects of multiple land use activities. Multiple linear regression analysis is then used to produce landscape-based cumulative effects models for predicting aquatic conditions. Lastly, methods for incorporating cumulative effects models within a scenario analysis framework for guiding management and regulatory decisions (e.g., permitting and mitigation) within actively developing watersheds are discussed and demonstrated for 2 sub-watersheds within the mountaintop mining region of central Appalachia. The watershed assessment and management approach provided herein enables resource managers to facilitate economic and development activity while protecting aquatic resources and producing opportunity for net ecological benefits through targeted remediation.

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems in the face of uncertain future conditions. We provide methods for conducting a targeted watershed assessment that enables resource managers to produce landscape-based cumulative effects models for use within a scenario analysis management framework.

مستجمعات المياه التخطيط ضمن إطار التحليل الكمي السيناريو

There is a critical need for tools and methodologies capable of managing aquatic systems within heavily impacted watersheds. Current efforts often fall ...

Isolation and Analysis of Microbial Communities in Soil, Rhizosphere, and Roots in Perennial Grass Experiments

Plant and soil microbiome studies are becoming increasingly important for understanding the roles microorganisms play in agricultural productivity. The purpose of this manuscript is to provide detail on how to rapidly sample soil, rhizosphere, and endosphere of replicated field trials and analyze changes that may occur in the microbial communities due to sample type, treatment, and plant genotype. The experiment used to demonstrate these methods consists of replicated field plots containing two, pure, warm-season grasses (Panicum virgatum and Andropogon gerardii) and a low-diversity grass mixture (A. gerardii, Sorghastrum nutans, and Bouteloua curtipendula). Briefly, plants are excavated, a variety of roots are cut and placed in phosphate buffer, and then shaken to collect the rhizosphere. Roots are brought to the laboratory on ice and surface sterilized with bleach and ethanol (EtOH). The rhizosphere is filtered and concentrated by centrifugation. Excavated soil from around the root ball is placed into plastic bags and brought to the lab where a small amount of soil is taken for DNA extractions. DNA is extracted from roots, soil, and rhizosphere and then amplified with primers for the V4 region of the 16S rRNA gene. Amplicons are sequenced, then analyzed with open access bioinformatics tools. These methods allow researchers to test how the microbial community diversity and composition varies due to sample type, treatment, and plant genotype. Using these methods along with statistical models, the representative results demonstrate there are significant differences in microbial communities of roots, rhizosphere, and soil. Methods presented here provide a complete set of steps for how to collect field samples, isolate, extract, quantify, amplify, and sequence DNA, and analyze microbial community diversity and composition in replicated field trials.

Excavation of plant roots from the field as well as processing of samples into endosphere, rhizosphere, and soil are described in detail, including DNA extraction and data analysis methods. This paper is designed to enable other laboratories to use these techniques for the study of soil, endosphere, and rhizosphere microbiomes.

عزل وتحليل المجتمعات الميكروبية في التربة، رهيزوسفيري، وجذور في تجارب الأعشاب المعمرة

Plant and soil microbiome studies are becoming increasingly important for understanding the roles microorganisms play in agricultural productivity. The ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on collecting various sized particulate matter (PM) retained on leaf surfaces. We further characterized the retention efficiency of leaves to various sized PM, which will help to assess the abilities of urban trees to remove PM from ambient air quantitatively. 
Taking three broadleaf tree species (Ginkgo biloba, Sophora japonica, and Salix babylonica) and two needleleaf tree species (Pinus tabuliformis and Sabina chinensis) as the research objects, leaf samples were collected 4 days (short PM retention period) and 14 days (long PM retention period) after the latest rainfall. PM retained on the leaf surfaces was collected by means of WC, BC, and UC in sequence. Then, retention efficiencies of leaves (AEleaf) to three types of the various sized PM, including easily removable PM (ERP), difficult-to-remove PM (DRP), and totally removable PM (TRP), were calculated. Only around 23%-45% of the total PM retained on leaves could be cleaned off and collected by WC. When the leaves were cleaned through WC+BC, the underestimation of the PM retention capacity of different tree species was in the range of 29%-46% for various sized PM. Almost all PM retained on leaves could be removed if UC was supplemented to WC+BC. 
In conclusion, if the UC was complemented after the conventional cleaning methods, more PM on leaf surfaces could be eluted and collected. The procedure developed in this study can be used for assessing the PM removal abilities of different tree species.

The ultrasonic cleaning method was applied to elute the particulate matter (PM) retained on leaf surfaces after PM was eluted by the conventional cleaning methods (water cleaning only or water cleaning plus brush cleaning). The methodology can help to improve the estimation accuracy for PM retention capacity of leaves.

تقييم قدرات إزالة الجسيمات من شجرة يترك

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...

Characterizing Microbiome Dynamics &#8211; Flow Cytometry Based Workflows from Pure Cultures to Natural Communities

The investigation of pure cultures and monitoring of microbial community dynamics is vital to understand and control natural ecosystems and technical applications driven by microorganisms. Next generation sequencing methods are widely utilized to resolve microbiomes, but they are generally resource and time intensive and deliver mostly qualitative information. Flow cytometric microbiome analysis does not suffer from those disadvantages and can provide relative subcommunity abundances and absolute cell numbers at-line. Although it does not deliver direct phylogenetic information, it can enhance the analysis depth and resolution of sequencing approaches. In sharp contrast to medical applications in both research and routine settings, flow cytometry is still not widely used for microbiome analysis. Missing information on sample preparation and data analysis pipelines may create an entry barrier for the researchers facing microbiome analysis challenges that would often be textbook flow cytometry applications. Here, we present three comprehensive workflows for pure cultures, complex communities in clear medium and complex communities in challenging matrices, respectively. We describe individual sampling and fixation procedures and optimized staining protocols for the respective sample sets. We elaborate the cytometric analysis with a complex research centered and an application focused bench top device, describe the cell sorting procedure and suggest data analysis packages. We furthermore propose important experimental controls and apply the presented workflows to the respective sample sets.

Characterizing Microbiome Dynamics &amp;#8211; Flow Cytometry Based Workflows from Pure Cultures to Natural Communities

Flow cytometric analysis has proven valuable for investigating pure cultures and monitoring microbial community dynamics. We present three comprehensive workflows, from sampling to data analysis, for pure cultures and complex communities in clear medium as well as in challenging matrices, respectively.

تميز ميكروبيومي ديناميات – التدفق الخلوي على أساس مهام سير العمل من ثقافات نقية للمجتمعات الطبيعية

The investigation of pure cultures and monitoring of microbial community dynamics is vital to understand and control natural ecosystems and technical ...

Automated 3D Optical Coherence Tomography to Elucidate Biofilm Morphogenesis Over Large Spatial Scales

Biofilms are a most successful microbial lifestyle and prevail in a multitude of environmental and engineered settings. Understanding biofilm morphogenesis, that is the structural diversification of biofilms during community assembly, represents a remarkable challenge across spatial and temporal scales. Here, we present an automated biofilm imaging system based on optical coherence tomography (OCT). OCT is an emerging imaging technique in biofilm research. However, the amount of data that currently can be acquired and processed hampers the statistical inference of large scale patterns in biofilm morphology. The automated OCT imaging system allows covering large spatial and extended temporal scales of biofilm growth. It combines a commercially available OCT system with a robotic positioning platform and a suite of software solutions to control the positioning of the OCT scanning probe, as well as the acquisition and processing of 3D biofilm imaging datasets. This setup allows the in situ and non-invasive automated&#160;monitoring of biofilm development and may be further developed to couple OCT imaging with macrophotography and microsensor profiling.

Microbial biofilms form complex architectures at interphases and develop into highly scale-dependent spatial patterns. Here, we introduce an experimental system (hard- and software) for the automated acquisition of 3D optical coherence tomography (OCT) datasets. This toolset allows the non-invasive and multi-scale characterization of biofilm morphogenesis in space and time.

التصوير المقطعي الآلي للتماسك البصري ثلاثي الأبعاد لأتمتة المورفولوجيا الحيوية على الموازين المكانية الكبيرة

Biofilms are a most successful microbial lifestyle and prevail in a multitude of environmental and engineered settings. Understanding biofilm ...

Using Caenorhabditis elegans for Studying Trans- and Multi-Generational Effects of Toxicants

Information about toxicities of chemicals are essential in their application and waste management. For chemicals at low concentrations, the long-term effects are very important in judging their consequences in the environment and on human health. In demonstrating long-term influences, effects of chemicals over generations in recent studies provide new insight. Here, we describe protocols for studying effects of chemicals over multiple generations using free-living nematode Caenorhabditis elegans. Two aspects are presented: (1) trans-generational (TG) and (2) multi-generational effect studies, the latter of which is separated to multi-generational exposure (MGE) and multi-generational residual (MGR) effect studies. The TG effect study is robust with a simple purpose to determine whether chemical exposure to parents can result in any residual consequences on offspring. After the effects are measured on parents, sodium hypochlorite solutions are used to kill the parents and keep the offspring so as to facilitate effect measurement on the offspring. The TG effect study is used to determine whether the offspring are affected when their parent is exposed to the pollutants. The MGE and MGR effect study is systematical used to determine whether continuous generational exposure can result in adaptive responses in offspring over generations. Careful pick-up and transfer are used to distinguish generations to facilitate effect measurement on each generation. We also combined protocols to measure locomotion behavior, reproduction, lifespan, biochemical and gene expression changes. Some example experiments are also presented to illustrate the trans- and multi-generational effect studies.

Using Caenorhabditis elegans for Studying Trans- and Multi-Generational Effects of Toxicants

Trans- and multi-generational effects of persistent chemicals are essential in judging their long-term consequences in the environment and on the human health. We provide novel detailed methods for studying trans- and multi-generational effects using free-living nematode Caenorhabditis elegans.

استخدام الكنورهابدية إليجانس لدراسة الآثار عبر الأجيال ومتعددة من المواد السامة

Information about toxicities of chemicals are essential in their application and waste management. For chemicals at low concentrations, the long-term ...